JP2008137109A - ロボットハンドの過負荷安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットハンドを磁気吸着し軸によって支持する方法により、過負荷に対する安全装置を構造簡素にして小形、軽量且つ安価なる構成にし、ロボットハンドに加わる左右又は上下又は前後の過負荷に対し有効に機能せしめるロボットハンドの過負荷安全装置を提供する。
【解決手段】ロボットハンド４が取り付けられる部位に第一磁気吸着座面３を設けると共に、ロボットハンド４に第二磁気吸着座面９を設け、上記第一磁気吸着座面３に第二磁気吸着座面９を磁気吸着して上記ロボットハンド４を取り付け支持すると共に、上記第一、第二磁気吸着座面３，９の一方の座面から突出する軸１０を他方の座面で開口せる孔又は溝１１内に嵌合し、上記ロボットハンド４に加わる過負荷により同ロボットハンド４が上記軸と孔又は溝１１の嵌合を介して上記磁気吸着力に抗し左右回動又は上下移動又は前後傾動する構成としたロボットハンドの過負荷安全装置。
【選択図】 図３

Description

本発明はロボットにおけるロボットハンドに過負荷が加わった場合の安全装置に関する。

従来上記安全装置としては、ロボットハンドとその取り付け部をリンク機構等を介し移動可能に連結すると共に、過負荷によるロボットハンドの変位をセンサーにより検出し、該検出信号によりロボット本体を停止させ、過負荷からロボットハンド及びロボット本体を保護する過負荷安全装置が用いられている。

上記従来の安全装置はロボットハンドの変位の範囲と方向が限定的で自由度が低く、高い自由度を得るにはリンク機構等の大形化と高重量化が避けられず高価である。

又上記ロボットハンドに可動範囲を超える過負荷が加わった場合には部材の衝突や破断を生じ、ロボット本体に重大な損傷を生じメンテナンスに過大な費用と期間を要する問題を有している。

本発明は小形、軽量且つ安価にして、上記ロボットハンドに加わる過負荷に対し有効に機能する過負荷安全装置を提供するものである。

その手段として、ロボットハンドの取り付け部に設けた第一磁気吸着座面に、ロボットハンドに設けた第二磁気吸着座面を磁気吸着して上記ロボットハンドを取り付け支持する構成を採用すると共に、上記第一、第二磁気吸着座面の一方の座面から突出する軸を他方の座面で開口せる孔又は溝内に嵌合し、上記ロボットハンドに加わる過負荷により同ロボットハンドが上記軸と孔又は溝の嵌合を介して上記磁気吸着力に抗し左右又は上下又は前後に動くことができる構成としたロボットハンドの過負荷安全装置を提供するものである。

例えば上記孔又は溝を上記左右回動方向と交差する上下に長い孔又は溝にし、ロボットハンドに加わる上下方向の過負荷により上記ロボットハンドが上記長孔又は長溝の長手方向に上記磁気吸着力に抗し上下移動するか、又は前後方向の過負荷により上記第二吸着座面が第一磁気吸着座面から離反する方向に上記磁気吸着力に抗し前傾動又は後傾動せしめる。即ち、軸が孔又は溝から抜去される方向に前傾動又は後傾動せしめる。又は左右方向の過負荷に対し上記ロボットハンドが上記軸を支点として左右に回動する構成とする。

又上記構成に加え上記第一磁気吸着座面の下端に上記第二磁気吸着座面の下端を支持し上記ロボットハンドを荷受けする荷受け部を設け、該荷受け部でロボットハンドを支持しつつ、上記左右回動又は上下動又は前後傾動を行わせる。

上記第一、第二磁気吸着座面に磁気吸着力を与える手段として、該吸着座面を形成する第一，第二取り付け座板自身をマグネットで構成するか、第一，第二取り付け座板を金属板（磁性板）で形成し、両座板（両座面）の一方又は双方にマグネットを均一に埋設して両座面に均一な磁気吸着力が与えられる構成とする。

好ましい例示として、第一磁気吸着座面の下半部又は第二磁気吸着座面の下半部、即ち第一取り付け座板の下半部又は第二取り付け座板の下半部をマグネットで形成するか、マグネットを埋設して両吸着座面の下半部に磁気吸着力を与え、同上半部には磁気吸着力を与えない構成とする。

更に上記荷受け部自身をマグネットで構成するか、荷受け部を磁性体にて形成してマグネットを埋設して磁気吸着力を付与し、上記第二磁気吸着座面（第二取り付け座板）の下端を磁気吸着する構成とする。

上記ロボットハンドの過負荷安全装置よれば、上記第一、第二吸着座面を相互に磁気吸着し軸によって支持する、構造簡素にして小形、軽量且つ安価なる構成にて、ロボットハンドに加わる左右又は上下又は前後の過負荷に対し有効に機能せしめることができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図１０に基づき説明する。

図１乃至図３に示すように、ロボット本体のアーム１に第一取り付け座板２を一体に垂設等して設け、該第一取り付け座板２の前面を第一磁気吸着座面３とする。

他方、ロボットハンド４はチャックに代表されるエンドエフェクター６の駆動機構を内蔵する駆動部７と、該駆動部７から延びる、例えば下方へ延びるエンドエフェクター６を備え、該エンドエフェクター６を駆動部７にて開閉する等してワーク５に作用せしめる。

上記ロボットハンド４の駆動部７後面に第二取り付け座板８を一体に設け、該第二取り付け座板８の前面を第二磁気吸着座面９とする。

上記第一磁気吸着座面３に第二磁気吸着座面９を磁気吸着して、ロボットハンド４を取り付け支持する。即ちロボットハンド４の取り付け部に設けた第一磁気吸着座面３に、ロボットハンド４に設けた第二磁気吸着座面９を磁気吸着して上記ロボットハンド４を着脱可に取り付け支持する。

又上記構成に加え上記第一磁気吸着座面３の下端（第一取り付け座板２の下端）に上記第二磁気吸着座面の下端（第二取り付け座板８の下端）を支持し、上記ロボットハンド４を荷受けする荷受け部１２を設け、該荷受け部１２でロボットハンド４を支持しつつ、上記左右回動又は上下動又は前後傾動を行わせる。

更に付加構造として図１等に示すように、第一取り付け座板２の下端からＬ形に荷受け棚１２ａを突設し上記荷受け部１２とする。

又は図２に点線で示すように、荷受けピン１２ｂを第一取り付け座板２の下端から突出し上記荷受け部１２とする。

又は図１０Ａに示すように、上記長孔又は長溝１１の下端を拡口部１３により開放し、該拡口部１３内面を第一取り付け座板２の下端から突設した球面ブロック１２ｃの球面で支持するか、図１０Ｂに示すように、拡口部１３内面を第一取り付け座板２の下端から突設した三角形ブロック１２ｄの二等辺で支持し荷受け部１２とする。

又上記第一、第二磁気吸着座面３，９に磁気吸着力を与える手段として、上記第一、第二取り付け座板２，８の一方又は双方自身をマグネットにて形成するか、又は図４に示すように、第一，第二磁気吸着座面３，９（第一，第二取り付け座板２，８）の一方又は双方、例えば第一磁気吸着座面３（第一取り付け座板２）にマグネット１４を均一に埋設して両座面３，９に均一な磁気吸着力が与えられる構成とする。

好ましい例示として、第一磁気吸着座面３（第一取り付け座板２）の下半部又は第二磁気吸着座面９（第二取り付け座板８）の下半部にマグネット１４を埋設して、両吸着座面３，９の下半部に磁気吸着力を与え、同上半部には磁気吸着力を与えない構成とする。一例として上記マグネット１４を軸１０より下位に配置する。

更に上記荷受け部１２自身をマグネットで形成するか、マグネット１４を埋設して荷受け部１２の荷受け面に磁気吸着力を与え、上記第二磁気吸着座面９の下端（第二取り付け座板８の下端）を磁気吸着する構成とする。

上記埋設するマグネット１４は既知の円盤形マグネットを用い、これを複点配置する。

上記荷受け部１２を荷受けピン１２ｂにて形成した場合には、該荷受けピン１２ｂ自体をマグネットで形成することが望ましい。

上記マグネット１４はその端面が第一磁気吸着座面３の表面又は第二磁気吸着座面９の表面において磁気吸着力を発揮する。

更に上記第一、第二磁気吸着座面３，９の一方の座面、例えば第一取り付け座板２の第一磁気吸着座面３から突出する軸１０を設ける。換言すると上記第一取り付け座板２から軸１０を前方へ突設し、他方の座面、例えば第二取り付け座板８に第二磁気吸着座面９で開口せる孔又は溝１１を設け、該孔又は溝１１内に軸１０を移動不可に整合するか、又は無方向に移動可に遊合するか、又は上下移動可に緩合し、総じて軸１０を孔又は溝１１に嵌合し、上記ロボットハンド４に対し上記磁気吸着力よりも大きな過負荷が加わった時、上記軸１０と孔又は溝１１の嵌合を介して上記磁気吸着力に抗し左右回動又は上下移動又は前後傾動せしめる。即ち、磁気吸着力により吸着を保持しつつ左右回動又は上下移動又は前後傾動せしめる。

真円孔１１に真円軸１０を整合することによりロボットハンド４が該軸１０を支点として左右回動可能な構成とする。

又は孔又は溝１１に軸１０を遊合することにより該遊びの範囲でロボットハンド４が該軸１０を支点として左右回動と上下移動と前後傾動が可能な構成とする。

例えば図２，図９に示すように、上記孔又は溝１１を上記左右回動方向と交差する上下に長い孔又は溝１１にし、軸１０が該孔又は溝１１の長手方向に相対移動可能にする。

更に具体例として、図示のように、真円軸１０の左右への移動（ロボットハンド４の左右への移動）を孔又は溝１１の内面にて制限し、軸１０を中心とした回動を許容する。

上記上下に長い孔又は溝１１の短手幅を真円軸１０の外径と略同寸法とすることにより、ロボットハンド４の取り付け位置が定まり、左右方向にずれた位置に取り付けられることが防止できる。

既述した荷受け部１２を設けた場合には、ロボットハンド４側の取り付け座板２の下辺を該荷受け部１２で位置を規定しつつ、孔又は溝１１の嵌合による位置の規定と協働してロボットハンド４の取り付け位置の設定が容易且つ確実になされる。

図５に示すように、ロボットハンド４に上記磁気吸着力よりも大きな左右方向の過負荷Ｗ１が加わった時、ロボットハンド４が軸１０を支点として上記磁気吸着力に抗し、該吸着を維持しつつ左方又は右方に回動し、過負荷Ｗ１を吸収する。

荷受け部１２を設けた場合、ロボットハンド４は第二取り付け座板８の下端の右端又は左端が荷受け部１２に吸着支持されつつ、長孔又は長溝１１に沿い上方へ僅かに移動しながら左方又は右方へ回動する。

上記過負荷Ｗ１が除去された後、ロボットハンド４の重量により荷受け部１２に支持される原位置に復帰する。第一磁気吸着座面３又は第二磁気吸着座面９の下半部にマグネット１４を配置する等して磁気吸着力を与えた構成と、荷受け部１２にマグネット１４を配置する等して磁気吸着力を与えた構成により、上記ロボットハンド４の原位置への復帰を補完する。

次に図６に示すように、ロボットハンド４に上記磁気吸着力よりも大きな上下方向の過負荷Ｗ２、即ち上方向の過負荷Ｗ２が加わった時、同ハンド４が上記長孔又は長溝１１の長手方向に上記磁気吸着力に抗し、該吸着を維持しつつ上方へ移動し、過負荷Ｗ２を吸収する。

上記過負荷Ｗ２が除去された後、ロボットハンド４の重量により下方へ移動し荷受け部１２に支持される原位置に復帰する。第一磁気吸着座面３又は第二磁気吸着座面９の下半部にマグネット１４を配置する等して磁気吸着力を与えた構成と、荷受け部１２にマグネット１４を配置する等して磁気吸着力を与えた構成により、上記ロボットハンド４の原位置への復帰を補完する。

次に図７，図８に示すように、ロボットハンド４に上記磁気吸着力よりも大きな前後方向の過負荷Ｗ３，Ｗ４が加わった時、上記第二吸着座面９（第二取り付け座板８）が第一磁気吸着座面３（第一取り付け座板２）から離反する方向に上記磁気吸着力に抗し磁気吸着力の作用下で前傾動又は後傾動し、過負荷Ｗ３，Ｗ４を吸収する。即ち、軸１０が孔又は溝１１から抜去される方向に前傾動又は後傾動し過負荷を吸収する。

荷受け部１２を設けた場合、ロボットハンド４は第二取り付け座板８の下端が荷受け部１２に吸着支持され、上記前傾動又は後傾動を招来する。

上記過負荷Ｗ３，Ｗ４が除去された後、ロボットハンド４は第一磁気吸着座面３又は第二磁気吸着座面９の下半部に磁気吸着力を与えた構成と、荷受け部１２に磁気吸着力を与えた構成により原位置へ復帰する。

図１乃至図４等に示すように、ロボットハンド４の上記回動や移動や傾動を検出する手段として、第一磁気吸着座面３にセンサー１５を設け、第二磁気吸着座面９と対向して配置する。

上記センサー１５は第一取り付け座板２内に埋め込まれ、その検知端面を第一磁気吸着座面３から突出しないように、例えば同一平面となるように設置し、第二磁気吸着座面９に向け配向する。

上記センサー１５は過負荷Ｗ１乃至Ｗ４によるロボットハンド４の上記回動、移動、傾動を検知し、製造ラインやロボットを停止せしめる。

ロボットハンドを磁気吸着により取り付ける前の状態を示す断面図。 ロボットハンドを磁気吸着により取り付ける後の状態を示す正面図。 ロボットハンドを磁気吸着により取り付ける後の状態を示す断面図。 マグネットの配置例を示す斜視図。 ロボットハンドが左右方向の過負荷により回動した状態を示す正面図。 ロボットハンドが上下方向の過負荷により移動した状態を示す断面図。 ロボットハンドが前後方向の過負荷により前傾動した状態を示す断面図。 ロボットハンドが前後方向の過負荷により後傾動した状態を示す断面図。 軸が嵌合する孔又は溝を例示する断面図。 Ａ，Ｂは荷受け部の他例を示す正面図。

符号の説明

１…アーム、２…第一取り付け座板、３…第一磁気吸着座面、４…ロボットハンド、５…ワーク、６…エンドエフェクター、７…駆動部、８…第二取り付け座板、９…第二磁気吸着座面、１０…軸、１１…孔又は溝、１２…荷受け部、１２ａ…荷受け板、１２ｂ…荷受けピン、１２ｃ…球面ブロック、１２ｄ…三角形ブロック、１３…拡口部、１４…マグネット、１５…センサー、Ｗ１乃至Ｗ４…過負荷。

Claims (5)

1. ロボットハンドが取り付けられる部位に第一磁気吸着座面を設けると共に、ロボットハンドに第二磁気吸着座面を設け、上記第一磁気吸着座面に第二磁気吸着座面を磁気吸着して上記ロボットハンドを取り付け支持すると共に、上記第一、第二磁気吸着座面の一方の座面から突出する軸を他方の座面で開口せる孔又は溝内に嵌合し、上記ロボットハンドに加わる過負荷により同ロボットハンドが上記軸と孔又は溝の嵌合を介して上記磁気吸着力に抗し左右回動又は上下移動又は前後傾動する構成としたことを特徴とするロボットハンドの過負荷安全装置。
2. 上記孔又は溝を上記左右回動方向と交差する上下に長い孔又は溝にし、上記左右回動又は上下移動又は前後傾動を得る構成としたことを特徴とする請求項１記載のロボットハンドの過負荷安全装置。
3. 上記第一磁気吸着座面の下端に上記第二磁気吸着座面の下端を支持し上記ロボットハンドを荷受けする荷受け部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のロボットハンドの過負荷安全装置。
4. 上記荷受け部に磁気吸着力を付与したことを特徴とする請求項３記載のロボットハンドの過負荷安全装置。
5. 上記第一磁気吸着座面の下半部又は第二磁気吸着座面の下半部に磁気吸着力を付与したことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４記載のロボットハンドの過負荷安全装置。

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